【教學(xué)內(nèi)容】
第一單元第5節(jié)第2課時：“牛頓第二定理”。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.把握牛頓第二定理，理解國際單位制中熱學(xué)的基本量和基本單位，能用牛頓第二定理的公式進(jìn)行簡單的估算；了解牛頓第二定理的瞬時性、因果性、矢量性等。
2.通過牛頓第二定理及其物理表達(dá)式的探究過程，感受控制變量法及物理方式在數(shù)學(xué)研究中的作用。
3.通過推理過程培養(yǎng)中學(xué)生實(shí)事求是，嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)心態(tài)，培養(yǎng)中學(xué)生的探究意識及合作意識。
【教學(xué)重點(diǎn)】
牛頓第二定理的公式。
【教學(xué)難點(diǎn)】
牛頓第二定理的理解及運(yùn)用。
【教具打算】
PPT教案等。
【教學(xué)過程】
◆創(chuàng)設(shè)情境──引入課題
1．回顧牛頓第一定理的內(nèi)容，討論問題：如何讓物體形成加速度？加速度的大小與方向與什么誘因有關(guān)系？
2．交流評價，得出推論：
加速度的大小與力的大小、物體質(zhì)量大小有關(guān)系；加速度的方向與力的方向有關(guān)系。
◆合作探究──新課學(xué)習(xí)
一、加速度與力的關(guān)系
1．聯(lián)系“力是形成加速度的誘因”及生產(chǎn)生活實(shí)例猜想加速度與力的關(guān)系：在物體質(zhì)量一定時，作用在物體上的力越大，形成的加速度越大。
2．科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)研究得出的推論：
在質(zhì)量相同的情況下，物體運(yùn)動的加速度，與作用在物體上的力成反比。這一推論可用物理公式表示為
公式的意思是：保持質(zhì)量不變時，加速度是力的正比列函數(shù)。
3．案例研究
例1質(zhì)量為2kg的物體，從0時刻到10s末，遭到100N的力，10s末到20s末力的大小弄成了150N，則物體9s末的加速度大小與15s末的加速度大小之比為多少？
解析：由題意可知，運(yùn)動中物體質(zhì)量不變，9s末、15s末所受的力大小分別為100N和150N，則兩時刻加速度的大小之比為：
。
二、加速度和質(zhì)量的關(guān)系
1．聯(lián)系慣性的概念及生產(chǎn)生活實(shí)例猜想加速度與力的關(guān)系：
一定大小的力作用在質(zhì)量不同的物體上，形成不同大小的加速度，物體質(zhì)量越大，形成的加速度越小；物體質(zhì)量越流產(chǎn)生的加速度越大。
2．科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)探究推論：
在斥力相同時，物體的加速度與它的質(zhì)量成正比。這一推論可用公式表示為：
在力保持不變的情況下，物體的加速度是質(zhì)量的反比列函數(shù)。
3．案例研究
例2用同樣大小的力先后作用在質(zhì)量分別為4kg的物體A和質(zhì)量為8kg的物體B上，則兩物體運(yùn)動的加速度的大小之比是多少？
解析：因?yàn)閮晌矬w所受力的大小相同，由公式
。
三、牛頓第二定理
1．研究加速度的方向與力的方向的關(guān)系：以勻加速、勻減速直線運(yùn)動為例進(jìn)行討論，得出推論：
加速度的方向與導(dǎo)致加速度的力的方向相同。也就是說，加速度的方向是由力的方向決定的。
2．綜合研究加速度大小與力的大小、物體質(zhì)量的關(guān)系：
物體的加速度與力的大小成反比，與它的質(zhì)量成正比。這一推論可用公式表示為：
或則
，也可寫成方程：
3．對公式
的討論：
（1）公式中k的取值：
與力、加速度、質(zhì)量的單位有關(guān)。若力的單位取N、加速度單位取m/s2牛頓第一定律教學(xué)過程，質(zhì)量的單位取kg，k的取值為1，此時公式為：
（2）力的單位牛頓（N）的意義：
使質(zhì)量為1kg的物體形成1m/s2的加速度，所需的力就是1N。
（2）物體在幾個共點(diǎn)力共同作用下的加速度：
若物體同時遭到幾個共點(diǎn)力的作用牛頓第一定律教學(xué)過程，公式中的F應(yīng)是幾個力的合力。
4．牛頓第二定理：
（1）內(nèi)容：物體的加速度，與物體所受的合外力成反比，與物體的質(zhì)量成正比，加速度的方向與合外力的方向相同。用公式表示就是：
。
（2）討論：合力的大小與物體的質(zhì)量共同決定加速度的大小，合力的方向決定加速度的方向，牛頓第二定理反映的是加速度與力的因果關(guān)系、矢量關(guān)系。
公式中的合力與加速度對應(yīng)同一時刻，牛頓第二定理反映的是加速度與力的瞬時關(guān)系，某時刻合力變化加速度急劇變化，物體受力的同時形成加速度，合力消失加速度同時消失。
（3）牛頓第二定理構(gòu)建的歷史意義：
徹底解決了力與運(yùn)動的關(guān)系，是精典化學(xué)學(xué)熱學(xué)的核心規(guī)律，借以為支柱構(gòu)建起了精典熱學(xué)體系。
（4）運(yùn)用牛頓第二定理求解問題：
主要有兩類問題，一是已知受力情況：先求出物體所受外力的合力，再運(yùn)用牛頓第二定理求出加速度，最后再運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式求出描述運(yùn)動的數(shù)學(xué)量；二是依據(jù)物體運(yùn)動中運(yùn)動量的變化，運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式求出物體的加速度，再運(yùn)用牛頓第二定理求出合力，最后依據(jù)物體的受力情況運(yùn)用力的合成與分解的方式求出物體所受外力中的未知力。
5．案例研究
例3教材第36頁：“例題1”。
四、力學(xué)單位制
1．中學(xué)生閱讀教材“力學(xué)單位制”部分，思索討論問題：
（1）數(shù)學(xué)量的單位是如何得來的？
人為規(guī)定、運(yùn)用數(shù)學(xué)公式估算導(dǎo)入。
（2）哪些是基本單位？哪些是導(dǎo)入單位？
人為規(guī)定的單位（只有幾個）。運(yùn)用數(shù)學(xué)公式估算推導(dǎo)入的單位。
（3）單位制是如何組成的？
由基本單位和導(dǎo)入單位組成。
（4）在熱學(xué)單位制中，人為規(guī)定了單位的幾個數(shù)學(xué)量（基本量）是什么？規(guī)定的單位（基本單位）分別是哪些？
2．交流評價：
在熱學(xué)單位制中，選取厚度、時間、質(zhì)量為基本量，規(guī)定她們的單位分別為（米）m、（千克）kg、（秒）s，組成了熱學(xué)單位制的國際單位制。
3．國際單位制（SI）的意義：
國際通用，有助于國際科技交流。
【布置作業(yè)】
1．備考所學(xué)內(nèi)容并完成教材第40頁“思考與練習(xí)”2、3。
2．預(yù)習(xí)“牛頓第三定理”
【板書設(shè)計】